(完整版)振荡电路大全

高频电路原理与分析实

验

报

告

组 员：

学 号：

班 级： 电子信息工程

实验名称： 正弦波振荡器

指导教师： 1 一．实验目的

1.掌握电容三点式LC振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能；

2.掌握LC振荡器幅频特性的测量方法；

3.熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；

4.了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的 特点。

二．实验内容

1.用示波器观察LC振荡器和晶体振荡器输出波形，测量振荡器输出电压峰-峰值ppV，并以频率计测量振荡频率；

2.测量LC振荡器的幅频特性；

3.测量电源电压变化对振荡器的影响；

4.观察并测量静态工作点变化对晶体振荡器工作的影响。

三、实验步骤

1、实验准备

插装好正弦振荡器与晶体管混频模块，接通实验箱电源，此时模块上电源指示灯和运行指示灯闪亮。用鼠标点击显示屏，选择“实验项目”中的“高频原理实验”，然后再选择“振荡器实验”中的“LC振荡器实验”，显示屏会显示出LC振荡器原理实验图。

说明：电路图中各可调元件的调整，其方法是：用鼠标点击要调整的原件，模块上对应的指示灯点亮，然后滑动鼠标上的滑轮，即可调整该元件的参数。利用模块上编码器调整与鼠标调整其效果完全相同。用编码器调整的方法是：按动编码器，选择要调整的元件，模块上对应的指示灯点亮，然后旋转编码器旋钮，即可调整其参数。我们建议采用鼠标调整，因为长时间采用编码器调整，可能会造成编码器损坏。本实验箱中，各模块可调元件的调整，其方法与此完全相同，后面不再说明。

2、LC振荡实验（为防止晶体振荡器对LC振荡器的影响，应使晶振停振，即调2W3使晶振停振。）

（1）西勒振荡电路幅频特性测量

555构成多谐振荡器的报警电路设计

一、 设计目的

555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点，设计实验研究它的内部特性和简单应用。

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555， 555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555

定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 图8-1 555定时器内部方框图

通过对本次设计能够更好地掌握555的作用及应用。同时掌握报警电路的原理及设计方法。

二、 设计要求

① 画出电路原理图（或仿真电路图）；

② 元器件及参数选择；

③ 电路仿真与调试；

④ PCB文件生成与打印输出。

（3）制作要求 自行装配和仿真，并能发现问题和解决问题。

（4）编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

三、 设计原理

多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故 称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之 间来回转换，故又称它为无稳态电路。由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚） 和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使 电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数T充=（R1＋R2）C。不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。图1（b）所示为工作波形。

实验三 LC电容反馈三点式振荡器（克拉泼振荡器）

一、实验目的

1、掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握电容反馈式LC三点振荡电路的设计方法及参数计算方法。

2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。

3、掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影响。

二、预习要求

1、复习LC振荡器的工作原理。

2、分析图3-1电路的工作原理，及各元件的作用，并计算晶体管静态工作电流Ic的最大值（设晶体管的β值为50）。

3、实验电路中，L1=3.3μh，若C=120pf，C′=680pf，计算当CT=50pf和CT=150pf时振荡频率各为多少？

三、实验仪器

1、双踪示波器

2、万用表

3、高频电路实验装置

四、实验内容及步骤

实验电路见3-1，实验前根据原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作用。

图3-1 LC电容反馈式振荡器、

检查静态工作点

（1）在实验板+12V插孔上接入+12V直流电源，注意电源极性不能接反。

（2）反馈电容C不接，（C′=680pf），用示波器观察振荡器停振时的情况，注意：连接C′的接线要尽量短。

（3）改变电位器Rp测得晶体管V的发射极电压VE，VE可连接变化，记下VE的最大值，计算IE值。

I = 设Re = 1KΩ

2、振荡频率与振荡幅度的测试

实验条件：Ie=2mA、C=100pf C′=680pf RL=110K

（1）改变CT电容，当分别接为C9、C10、C11时，记录相应的频率值，并填入表3.1。

（2）改变CT 电容，当分别接为C9、C10、C11时，用示波器测量相应振荡电压的峰峰值Vp-p，并填入表3.1。

表3.1

3、测试当C、C′不同时，起振点、振幅与工作电流IER的关系（R=110KΩ）

（1）取C=C3=100pf、C′=C4=1200pf，调电位器Rp使IEQ（静态值）分别为表3.2所标各值，用示波器测量输出振荡幅度Vp-p（峰一峰值），并填入表3.2。

正反馈电路产生正弦波振荡的条件(一)

正反馈电路产生正弦波振荡的条件

什么是正反馈电路？

• 正反馈电路是一种电路配置，其中信号经过放大后加回到输入端，从而增强输入信号。

• 正反馈电路具有自激振荡的能力，可以产生稳定的正弦波输出。

产生正弦波振荡的条件

1. 放大器具有足够的增益：

– 正反馈电路需要放大器有足够的增益才能实现自激振荡。

– 增益过小可能导致振荡无法产生或振荡幅度过小。

2. 正反馈回路提供足够的相位移：

– 为了实现正反馈电路振荡，正反馈回路必须提供360度的相位移。

– 正反馈回路中的电容或电感元件可以实现相位移。

3. 正反馈电路的增益幅度满足振荡条件：

– 正反馈电路的总增益必须等于或大于1，以维持振荡的持续。 – 增益过大可能导致振荡失稳或产生非线性失真。

4. 正反馈回路具有合适的频率选择特性：

– 正反馈电路需要选择合适的频率来产生所需的正弦波振荡。

– 正反馈回路中的电容或电感元件与其他元件的数值选择要符合特定的频率条件。

5. 保持正反馈回路的稳定性：

– 为了保持正反馈电路的稳定性，通常需要添加稳定电路或反馈网络。

– 这些稳定电路或反馈网络可以处理幅度和相位的变化，以保持振荡的稳定性。

总结

• 正反馈电路产生正弦波振荡的条件包括足够的增益、相位移、满足振荡条件的增益幅度、合适的频率选择特性以及稳定的正反馈回路。

• 正反馈电路的设计需要综合考虑这些条件，以确保产生稳定且符合要求的正弦波振荡。

设计正反馈电路产生正弦波振荡的步骤

1. 确定放大器的类型和增益： – 根据设计要求选择适当的放大器类型，如晶体管放大器或运算放大器。

– 确定所需的增益范围，并选择具有足够增益的放大器。

2. 设计正反馈回路的相位移元件：

– 根据所需的相位移，选择合适的电容或电感元件。

– 根据放大器的特性和需求，计算相位移元件的数值。

3. 计算正反馈电路的总增益：

– 根据所选放大器和相位移元件的数值，计算正反馈电路的总增益。